论文总字数：13338字

目 录

第一章 绪论 1

1.1有机荧光性涂料简述 1

1.2有机荧光涂料的分类与配制 1

1.2.1有机荧光涂料的分类 1

1.2.2有机荧光环氧树脂涂料的配制 4

1.3有机荧光涂料的应用 4

1.4　本论文实验方案 5

第二章 实验部分 5

2.1　实验所需要的仪器、药品 5

2.2　荧光材料的合成与表征 6

2.2.1硫酯类化合物的合成 6

2.2.2水杨醛缩氨基硫脲的表征 10

2.3荧光涂料的合成与表征 12

2.3.1乳化剂 12

2.3.2硫酯荧光涂料的合成与表征 12

2.3.3水杨醛缩氨基硫脲荧光涂料的合成与表征 13

2.4　实验结果与讨论 14

第三章 结论 15

参考文献 15

致谢 17

具有荧光性能的环氧树脂涂料的制备

彭彦卿

，China

Abstract: Epoxy resin coatings have excellent adhesion and chemical resistance properties and are widely used in the coatings industry. With the increasing demand for luminescent markers and brightness enhancement, fluorescent coatings have become a promising research and development product. This topic focuses on the study of fluorescent coatings, mainly exploring the application of benzyl thiol and thiourea and its derivatives in coatings. The reaction of nitro-o-phthalic anhydride and methylene thiol in the catalytic reaction of pyridine for 5 hours, the yield of thiol ester is 60%, which is a good fluorescent pigment. The structure was characterized by NMR and IR, and the coating with good curing effect was prepared by using phenylthioester and the existing semicarbazones and epoxy resins in the laboratory, ethanolamine and emulsifier respectively, and its fluorescence effect and water and acid resistance were explored. It was found through experiments that the formulated paint is relatively stable and can emit strong fluorescence.

Keywords: Thiourea; benzyl ester; epoxy resin; fluoresce

第一章 绪论

1.1有机荧光性涂料简述

荧光涂料主要是指掺有荧光颜料的涂料，它们在经受了紫外光照射时，能够发出可见光。荧光作为一种光致的冷发光现象，其实是物质从激发态失活到低能态的一种辐射，所以能够发生荧光的最为基本的条件就是在其发生多重性不变的跃迁时吸收的能量小于断裂最弱的化学键所需要的能量。同时，这也需求化合物需要拥有诸如—N=0、—N=N、=C=0、=C=S这类的荧光基团，当这类基团为共轭体系的一部分时，该化合物很有可能可以发生荧光^［1］。

化合物结构的表征方法：

紫外线照射：通过365nm波长的紫外线直接照射能够最为直观的表现出其荧光特性。元素分析：利用元素分析仪器测出化合物中是否含有C，S，N等元素，据此推断构成。红外光谱：寻找=C=S、—N=N、—N=0等特征峰，确定其荧光基团，并判断其他特征峰，判断化合物中的其他官能团，分析出化合物的分子式。核磁共振：利用核磁共振分析得出的多种参数。判断化合物中氢的化学环境，推断化学式结构。

此外，我们也还可以通过使用质谱分析等方法对其进行表征。

1.2有机荧光涂料的分类与配制

根据荧光涂料中所含荧光颜料的不同，可以将涂料分为无机荧光涂料以及有机荧光涂料两大类。荧光颜料种类很多，但总的来说，无机荧光涂料拥有着更好的耐候性，耐热性以及耐化学性。

无机荧光涂料一般为金属氧化物、硫化物等结晶晶体（例如ZnS、CaS、Ba、Mg、Al等）以及稀土类或者金属类等活化剂（例如Eu、Mn等）^[1]。

有机荧光材料则由于碳元素能与多种元素互相组合，拥有更多的可能性，有机荧光材料的种类也更为复杂多样。

1.2.1有机荧光涂料的分类

有机荧光化合物主要分为三大类：

（一）具刚性结构的芳香稠环化合物（图1）。其作为具有着较大的共轭体系，以及拥有着刚性结构等一系列特点，这是一种比较重要的有机荧光分子。近些年来的研究则主要集中在图1及其衍生物上。此物质目前在激光领域受到广泛应用，在引入合适的基团后可以用作太阳能领域。

图1 芳香稠环化合物

（二）具共轭结构的分子内电荷转移化合物。由于这类化合物具有良好的抗衰变能力，这是目前一类被广泛研究并且应用的化合物。此类化合物又可以划分为芪类化合物、香豆素衍生物、吡唑啉衍生物、萘酰亚胺衍生物、蒽醌衍生物、荧光素类化合物这六种^［2］。

（1）芪类化合物（图2）在受到光照射时会产生分子整体的激发，引起分子内电荷的转移，发出荧光或者通过双键的变化形成另一种物质，这意味着具有分子内结构的双键对于荧光的影响非常大，这种化合物是目前是聚集诱导发光材料上使用最多的材料之一，同时也被应用于太阳能手机领域及染料方面。目前该物质的研究方向主要在于阻止其内部结构的双键结构异构化。

图2 芪类化合物

（2）香豆素衍生物则是相对于芪类化合物的应用而言较少的材料，它（图3）通过肉桂酸进行酯化反应获得，通过此方式将肉桂酸的酯双键阻止，转变为香豆素衍生物。香豆素衍生物在固态状态下容易发生荧光猝灭现象，但在液态状态下发挥较好，因此，多采用与液体混杂的方式当做颜料来使用^[3]。

图3 香豆素衍生物

（3）吡唑啉衍生物可通过苯腙类化合物环化获得。此类化合物一般作为有机电致发光

材料。这类物质极其容易受到环境的酸碱度影响，在酸性条件下，会发生荧光猝灭，在碱性条件下，则会让荧光极大增强。通过在酸碱度下的荧光强度对比，目前，吡唑啉衍生物在生物医药方面作为荧光探针的运用较广^[4]。

（4）萘酰亚胺衍生物（通式如图4）被广泛应用于荧光增白剂和金属荧光探针等方面^[5]。在萘酰亚胺衍生物其中引入磺酸基　、羧基　、季铵盐，则可以制得具有较好水溶性的荧光材料，而且它在经过重氮化后具有良好的光牢度，并且色彩更加饱满^[6]。而且荧光性能在引入了如杂环基团后会变得更强，并使得分子的光谱朝着长波的方向位移。

图4 萘酰亚胺

（5）蒽醌（　或蒽酮）　（图5）类荧光分子是以蒽醌（　或蒽酮）　为中间体制得的，其特点为分子量打，结构复杂，具有良好的耐光，耐溶剂性能，稳定性好^[7]。但制取难度比较高。

图5 蒽醌

（6）荧光素类物质（图6）是由间苯二酚与邻苯二二甲酸酐反应或者这类衍生物反应制得，其具有较强的荧光性，耐热性，是稳定性较好的荧光材料，在开环后可以获得若丹明类衍生物，这二者都能发出较强的荧光,并且已经被广泛应用于生物学中。在生物探针方向已经开始了运用^[8]。

图6 荧光素

（三）某些金属配合物特别是混杂了Eu、Y、Tb等具有良好荧光性能的稀土物质^[9]。这类大多作为配合物后成为强荧光性。在形成了配合物后，配体的结构能变得更为刚性^[10]，减少了无辐射跃迁几率从而导致辐射跃迁几率的提高。但由于稀土比较贵重，所以普及率并不高。

1.2.2有机荧光环氧树脂涂料的配制

荧光涂料的原料主要为乳液（研究员大多采用环氧树脂以及自制乳化剂^{［11，12］}）、固化剂、溶剂以及荧光颜料，合成需要在能让溶剂软化的温度下先加入乳化剂、荧光颜料、环氧树脂^［2］，在机械搅拌的同时缓慢滴加固化剂，待溶液开始变硬后再在涂片完成后将涂片放入烘箱退火1～3小时。

1.3有机荧光涂料的应用

由于有机荧光颜料的多样性，在引入了多种基团后能获得更多的性质，使得荧光涂料在许多领域都有着广泛的应用以及不少的随机性。随着研究的不断深入，人们对于荧光以及荧光颜料的了解越来越多，荧光物质的应用范围也越来越广。现在荧光物质除了作为最基本的染料外，还在荧光增白剂，颜料，涂料，化学以及生化分析，太阳能，激光领域都有着长足的发展。荧光材料作为目前研究前景较广的项目，已经吸引了不少研究人员的目光，按此进度，会取得较为不错的进展。

在工业方面，可以使用荧光材料与粘合剂为主要成分制取得到水溶性材料，采用无色无味无毒无害的荧光材料，可以作为油漆，或者绘画颜料，从而产生优异的视觉效果，而且相比于传统的油漆，更为健康卫生，同时荧光材料也能够作为优秀的夜间道路指示灯，亦或是最近新起的LED指示广告灯，工业上采用的荧光材料大多干燥速度快，使用很方便。例如本课题研究的苯硫醚与缩氨基硫脲的荧光材料制作成的涂料拥有着较为优秀的荧光性能，硬度强，干燥速度快，适用于制作荧光胶。

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